Pikap24.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что является двигателем круговорота воды

Земля на 70 % покрыта водной оболочкой, которая составляет важнейшую часть биосферы – гидросферу. В неё входят все существующие на планете океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, искусственные водные бассейны, а также водяные пары и ледники.

Как известно, вода может пребывать в трёх различных состояниях:

  • газообразном(облака, тучи);
  • жидком(реки, океаны и пр.);
  • твёрдом(лёд).

Гидросфера состоит из воды, которая находится на земном шаре во всех трёх своих состояниях. Вода – это уникальный и единственный компонент в природе, который может иметь три различные формы. Больше ни одно вещество на планете на такое не способно.

Круговорот воды в природе — типы и классификация

Основные типы круговорота воды в природе

  • Большой круговорот воды или как еще его называют мировой. Вода, испаряясь над океанами и морями, в виде осадков выпадает на материковую часть Земли, и в дальнейшем, благодаря стокам, возвращается в мировой океан. При этом качественно меняется состав воды, удаляются загрязнения, вода очищается и приобретает новые свойства.
  • Малый круговорот или океанический. Морская вода, испаряясь над океаном, конденсируется и выпадает опять же снова в океан в виде осадков. Ежегодно в океаническом круговороте участвует 458 000 км 3 — а это, как пример, шесть каспийских морей, при этом испаряется с поверхности мирового океана 505 000 км 3 , разница — 47 000 км 3 уходит на континент и распределяется там.
  • Внутриконтинентальный круговорот. Весь процесс происходит над материковой частью, вода, испарившись над континентальной частью Земли, на нее же и возвращается в виде осадков. Во внутриконтинентальном круговороте участвует 119 000 км 3
  • Геологический круговорот воды — включает в себя непрерывный взаимо обмен водами между океанами, сушей и недрами Земли. Происходит как правило в районе трещин расположенных на границах литосферных плит.
  • Глобальный круговорот воды — является не замкнутым циклом, поскольку общий объем вод участвующих в нем постоянно пополняется из недр Земли — ежегодно 0,25 км 3 .

Описание [ править | править код ]

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку Земли называют гидросферой. Большую её часть (97 %) составляет соленая вода морей и океанов, а меньшую — пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар. В круговороте задействовано менее 1 % всей воды, а большая часть остальной сохраняется в виде льдов и снега [3] . Общая сумма осадков, выпадающих на поверхность Земли, примерно равна испарению — 519 тыс. км 3 воды [4] . Вынос влаги, испарившейся с поверхности суши, воздушными массами в океан незначителен [1] .

На земле вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Без воды невозможно существование организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить организмы. Вода является самым ценным и самым необходимым веществом для жизнедеятельности живых организмов.

Постоянный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере, выпадения осадков и стока, получил название круговорота воды в природе. Атмосферные осадки частично испаряются, частично образуют временные и постоянные водоемы, частично — просачиваются в землю и образуют подземные воды [1] .

Круговорот воды происходит под влиянием солнечной радиации и сил тяжести [2] . Солнце нагревает воду в океанах и морях, и она испаряется, преобразуясь в водяной пар. Параллельный процесс происходит и на суше: вода испаряется с нагретой Солнцем поверхности Земли или испаряется растениями в результате транспирации. В процессе адвекции водяной пар перемещается с воздушными массами, пока в конце концов не оказывается в зоне с низкой температурой. Это вызывает конденсацию влаги в облаках. Облака продолжают перемещаться вместе с воздухом, в то время как сконденсированные капельки воды в них перемешиваются, слипаются и растут в размерах. В итоге вода выпадает в виде осадков над сушей или океаном; при этом океан испаряет больше влаги в атмосферу, чем приобретает от осадков, а суша — наоборот, получает с осадками больше, чем с неё испаряется.

Некоторые осадки выпадают в виде снега или града, дождя со снегом, и могут накапливаться в ледяных шапках и ледниках, которые хранят замороженную воду в течение от нескольких месяцев до десятков тысяч лет. Но даже в таком виде незначительный обмен льдов с атмосферой сохраняется: действует сублимация. В то время, когда температура в зоне отложений повышается, начинается таяние, и вода активно исходит из этих источников.

Большая же часть воды возвращается из атмосферы в виде дождя. Часть выпавших осадков перехватывается листвой растений, не достигнув почвы. Попав на сушу, вода перетекает по земле в виде рек, двигаясь к океанам.

Часть из этой воды впитывается в грунт в результате инфильтрации, проникает глубоко в землю и пополняет водоносные горизонты грунтовых вод, которые также аккумулируют в себе пресную воду в течение длительного времени. Под землёй, как и на её поверхности, тоже существует движение водяных масс, и вода движется, меняя своё местоположение. Грунтовые воды обмениваются водой с поверхностью в виде родников и артезианских скважин (разгрузка грунтовых вод). Эта, а также небольшая часть впитавшейся в землю, но не достигшей уровня водоносных горизонтов воды, попадает назад в поверхностные водные объекты и океан.

Доля воды отводится из почвы, опять же, растениями.

Со временем вода возвращается в океан, чтобы продолжить круговорот.

Виды образования от разных изменений [ править | править код ]

Различают два вида круговоротов воды в природе [1] :

  1. Большой круговорот — водяной пар конденсируется, выпадает в виде осадков на сушу и распределяется по трем основным направлениям: одна часть идет на поверхностный сток; вторая часть просачивается в грунт (подземный сток), а третья часть снова испаряется в атмосферу [4] .
  2. Малый (океанический) круговорот — вода, которая испарилась над поверхностью суши или океана, опять выпадает в океан в виде атмосферных осадков [4] .

Кроме того, различают местный, или внутриматериковый, круговорот, при котором испарившаяся с поверхности суши вода выпадает на сушу в виде атмосферных осадков [5] . Для замкнутых межгорных котловин характерен внутренний круговорот влаги [1] . В конце концов, осадки в процессе движения опять достигают Мирового океана.

Количественные показатели [ править | править код ]

В течение календарного года на поверхность планеты выпадает примерно 577 000 км³ осадков, что даёт среднюю высоту их слоя 1130 мм. Из них над просторами суши — 119 000 км³ , что даёт среднюю высоту слоя 800 мм, а над Мировым океаном проливается 458 000 км³ при высоте слоя 1270 мм. В процентном соотношении это означает, что Мировому океану достаётся 79 % осадков, хотя он занимает по площади только 71 % площади Земли. Таким образом сумма осадков, достающихся суше, равна 21 %. Обеим полярным шапкам достаётся только 4 % осадков, почти половина от их общего количества распределяется между широтами ± 20° к северу и югу от экватора. Величина речного стока в океаны составляет 47 000 км³ , что даёт увеличение их уровня на 130 мм. Учитывая вклад рек получается, что с поверхности океана испаряется в год примерно 1400 мм воды [6] .

Скорость [ править | править код ]

СредаСреднее время обновления
Океаны3 200 лет
Ледникиот 5 до 10 лет
Сезонный снежный покровот 2 до 6 месяцев
Почвенная коркаот 1 до 2 месяцев
Грунтовые воды: паводковыеот 100 до 200 лет
Грунтовые воды: глубинные10 000 лет
Озераот 15 до 17 лет
Рекиот 17 до 19 дней
Атмосфера10 дней

Скорость переноса различных видов воды изменяется в широких пределах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Атмосферная влага, которая образуется при испарении воды из океанов, морей и суши, и существует в виде облаков, обновляется в среднем через восемь дней.

Воды, входящих в состав живых организмов, восстанавливаются в течение нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около 1600 лет, в ледниках полярных стран значительно больше — около 9700 лет.

Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно раз в 2700 лет.

Какие бывают виды круговоротов в природе?

В зависимости от изменений, происходящих с водой, выделяют несколько видов водообмена. Большой круговорот подразумевает испарение пара с поверхности океана, его перенос на материки и выпадение на сушу. Жидкость в океаны при таких процессах возвращается в виде стоков.

По мере движения она полностью меняет свои характеристики, то есть соленая вода становится пресной, а грязная – чистой. Малый круговорот представляет собой явление, при котором вода испаряется с океанов, конденсируется и снова попадает в океаны.

При внутриконтинентальном круговороте такие же процессы происходят на суше, то есть та вода, которая поднялась с земной поверхности, снова выпадает на суше.

Влияние человека

Человек, как часть биосистемы, непосредственно втянут в круговорот веществ. Однако нам все труднее соблюдать баланс и обеспечивать невмешательство в основные природные процессы. Бесконтрольно тратя ресурсы планеты, заполняя трудноразлагаемыми отходами ее атмосферу и биосферу, человек неблагоприятно влияет на естественный круговорот. В первую очередь, таким отношением, человечество наносит вред самому себе. Так, излишки азотных удобрений, которыми люди щедро удобряют почву для повышения урожайности, впитываются в глубокие слои почвы и смываются дождями с полей, попадая в реки и озера и далее в Мировой океан. Так или иначе, нитраты попадают в организм человека через пищу и воду, вызывая рак и другие нарушения в процессах жизнедеятельности.

Важно осознавать, что все процессы на Земле взаимосвязаны. Для гармоничного и непрерывного развития нужно поддерживать баланс веществ в природе, своевременно решать возникающие экологические проблемы, учитывать особенности естественного круговорота.

Как происходит кругооборот

Оборот воды проходит очень активно. В течение суток на нашу планету выпадает 306 млрд. литров жидкости, и такое же количество возвращается в атмосферу.

Основные пункты кругооборота выглядят следующим образом:

  • С поверхности водоемов (морей, океанов, озер и рек) вода испаряется, конденсируется, собирается в облака и выпадает в форме осадков.
  • Испаряясь с растений, вода проходит те же стадии – испарения (транспирация), конденсацию, выпадение на землю.
  • Процесс испарения с ледников называется сублимацией (переход из твердого в газообразное состояние, минуя стадию жидкости).
  • Осадки, которые выпали в горах, а также таяние снега и льда, приводят к образованию горных потоков, которые стекают на поверхность, насыщая водой различные водоемы и землю.
  • Грунтовые воды могут насыщать водой все наземные источники воды и растения. Пополняются грунтовые воды в процессе инфильтрации (проникновение в почву) и перколяции (протекание жидкости через пористую поверхность) воды.

Движущей силой кругооборота является энергия Солнца, которая нагревает океан и другие водные поверхности. Это приводит к испарению воды, которая превращается в газообразную форму и уходит в атмосферу в виде пара.

Через некоторое время пар в атмосфере конденсируется в облака, а затем снова возвращается на землю в виде осадков – дождя, снега или града. Когда осадки достигают земной поверхности, они могут снова перейти в форму пара, перемещаться в форме водного течения по поверхности планеты или впитаться землей (перколяция).

В земных экосистемах капли дождя, прежде чем достигнут грунта, в первую очередь ударяются о листья деревьев, кустарников или травы. Какая-то часть воды сразу же испаряется с поверхности растений, не достигнув земли. Остальная часть жидкости впитывается грунтом, – и большая ее часть уходит под землю.

Как правило, вода начинает двигаться по поверхности земли только в том случае, если грунт насыщен водой. Это бывает, когда осадки дождя очень сильные или поверхность не в состоянии впитывать воду. Такой поверхностью могут быть камни в натуральной экосистеме или асфальт и цемент в среде города или населенного пункта.

Последние капли терпения

Другим проблемным регионом в последние десятилетия стала Центральная Азия. С распадом СССР соглашения между бывшими союзными республиками оказались недействительны, и вместе с суверенитетом они приобрели споры за трансграничные ресурсы. Две крупнейшие реки региона – Амударья и Сырдарья – почти целиком принадлежат Киргизии и Таджикистану, которые заинтересованы в их использовании для ирригации и выработки электроэнергии. Это влечет за собой негативную реакцию Казахстана, Туркменистана и Узбекистана, нуждающихся в этих водах на фоне постепенного высыхания Аральского моря.

В частности, Таджикистан строит на Амударье Рогунскую ГЭС (проектная мощность после достройки к 2033 году – 3600 МВт), ввод которой, как ожидается, ощутимо ударит по сельскохозяйственной отрасли Узбекистана. В 1998 году взаимоотношения между странами накалились до такой степени, что узбекские военные силы начали минировать границу, а экс-президент Узбекистана Ислам Каримов грозил войной. Были прекращены поставки газа в Таджикистан и разобран участок приграничной железной дороги. Только в конце 2010‑х дипломатические отношения между странами начали налаживаться.

Южнее разворачивается еще одна драма: Индия и Пакистан делят между собой реку Инд. Она была предметом ожесточенных споров до заключения «Договора о водах Инда» в 1960 году, но и этот документ не поставил в них точку: Пакистан, обладающий ядерным оружием, периодически обвиняет Индию, расположенную выше по течению, в нарушении его условий.

Кстати, летом 2019 года нехватка воды поставила Индию на грань катастрофы. Ведь влага приходит в страну вместе с муссонами, начинающимися с мая: расположенные на Деканском плоскогорье реки сильно высыхают в засушливые периоды. 60% фермерских угодий в стране не обеспечены искусственным орошением и полностью зависят от осадков. Неудивительно, что любой засушливый период сопровождается массовыми самоубийствами фермеров.

Все чаще водные конфликты разворачиваются и в Африке: неуклонное расширение Сахары вынуждает кочевников‑бедуинов Судана в поисках воды заходить на территорию соседних Эфиопии, Чада и Египта, встречая сопротивление местных жителей. Камнем преткновения в регионе остаются и воды Нила. Эфиопия, контролирующая верхнее течение реки, в 2011 году запустила проект по установке крупнейшей в Африке ГЭС «Хидасэ» с проектной мощностью 6,45 ГВт. Создаваемое водохранилище объемом до 79 км3 существенно сократит объёмы воды в Ниле. После многолетних прений Эфиопия, Судан и Египет все же смогли прийти к согласию, так как количество электроэнергии, которое может обеспечить новая ГЭС, необходимо всем этим странам. Решено, что водохранилище будет заполняться только в период сильных осадков – с июля по сентябрь.

Всего с 2010 года, по подсчетам портала World’s Water, созданного при Pacific Institute, в мире произошло 466 столкновений разного масштаба, связанных с распределением водных ресурсов: 36 из них были вооруженными, 172 оказались провокацией, 285 нанесли урон водной инфраструктуре. Судя по статистике, в зоне подобных конфликтов оказываются и те регионы, которые раньше не испытывали затруднений с пресными источниками. Этот тренд продолжится, считают исследователи: частота водных конфликтов будет расти, затрагивая все большее количество стран.

Эта вода оставалась в течение миллионов лет и является частью круговорота воды. Вода в водоносных горизонтах движется, хотя очень медленно. Водоносные горизонты — это великие хранилища воды на Земле, и многие люди во всем мире зависят от грунтовых вод.

Со всеми описанными этапами вы сможете получить более широкое и детальное представление о круговороте воды и его важности в глобальном масштабе.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Полный путь к статье: Зеленые возобновляемые источники энергии » окружающая среда » Важность круговорота воды для планеты

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Высотная характеристика реактивного двигателя
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector